Conformidade e auditorias
Glossário de metrologia e calibração
A TUR (razão de incerteza de teste) compara uma tolerância com a incerteza da calibração que a verifica. A banda de guarda coloca os limites de aceitação dentro da tolerância para cobrir essa incerteza, e a leitura antes do ajuste (as-found) é a que um instrumento dá antes que alguém o ajuste. Este glossário explica esses termos e os demais que aparecem em certificados e auditorias, em palavras simples que seguem o VIM e o GUM.
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A calibração e seus resultados
Estes termos descrevem o ato de calibrar e o registro que ele deixa.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Calibração | Comparar um instrumento com um padrão de referência de valor e incerteza conhecidos e registrar quanto a indicação do instrumento se afasta dele e com que incerteza esse resultado é conhecido. O VIM (JCGM 200:2012, verbete 2.39) deixa o ajuste fora da definição. Uma calibração, sozinha, não aprova nem reprova nada. |
| Verificação | Mostrar, com evidências, que um item atende aos requisitos definidos para ele (VIM 2.44). Em um programa de calibração, é o julgamento de aprovado ou reprovado, feito comparando o resultado da calibração com a tolerância que o instrumento precisa cumprir. O VIM alerta para não confundi-la com calibração. |
| Ajuste | Operações feitas em um instrumento para que ele indique corretamente, como acertar o zero, o deslocamento ou o ganho (VIM 3.11). Ajuste não é calibração. O VIM trata a calibração como pré-requisito do ajuste e observa que um instrumento ajustado normalmente precisa ser calibrado de novo. |
| Antes do ajuste (as-found) | As leituras que um instrumento dá quando chega para calibração, antes de qualquer ajuste ou reparo. Elas mostram se ele media corretamente durante o intervalo que acabou de terminar. A ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017, no item 7.8.4.1, pede que o certificado de calibração traga os resultados antes e depois de qualquer ajuste ou reparo, quando disponíveis. |
| Após o ajuste (as-left) | As leituras feitas quando o trabalho de calibração termina, incluindo qualquer ajuste. Elas mostram que o instrumento pode voltar ao uso e viram a referência para o próximo intervalo. Se nada foi ajustado, a leitura após o ajuste é igual à leitura antes do ajuste. |
| Fora da tolerância (OOT) | Um resultado de calibração fora da tolerância ou do erro máximo admissível que o instrumento precisa atender. Uma leitura antes do ajuste fora da tolerância coloca em dúvida as medições feitas desde a última calibração boa. A ISO 9001 pede então que você determine se resultados anteriores foram afetados e aja de acordo. |
| Certificado de calibração | O documento que relata uma calibração. A ISO/IEC 17025:2017, no item 7.8.4.1, acrescenta a incerteza de medição, as condições que influenciam os resultados, uma declaração de como os resultados são rastreáveis, os resultados antes e depois de qualquer ajuste ou reparo e qualquer declaração de conformidade. O item 7.8.4.3 diz que ele não deve recomendar um intervalo de calibração, a menos que isso tenha sido acordado com o cliente. |
| Intervalo de calibração | O tempo, ou a quantidade de uso, permitido entre duas calibrações de um instrumento. As normas da qualidade pedem intervalos especificados, mas deixam a duração por sua conta. O guia ILAC-G24:2022 / OIML D 10:2022 lista os fatores a considerar, entre eles a deriva, o uso, o ambiente e o histórico de calibrações, e descreve métodos para revisar os intervalos com base nos seus próprios resultados. |
Exatidão, precisão e comportamento do instrumento
O VIM dá a estas palavras um sentido mais estrito que o da linguagem do dia a dia. A diferença importa quando você compara uma folha de dados com um certificado.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Exatidão de medição | O quanto um valor medido se aproxima do valor verdadeiro. No VIM (2.13), exatidão é uma qualidade e não um número: uma medição é mais exata quando seu erro é menor. Em folhas de dados e no chão de fábrica, exatidão costuma significar um limite declarado como ±0,02 mm, que no VIM seria um erro máximo admissível. |
| Precisão de medição | O quanto leituras repetidas concordam entre si em condições especificadas (VIM 2.15). Costuma ser expressa como desvio-padrão e não diz nada sobre se as leituras estão certas. No chão de fábrica, precisão muitas vezes é usada no lugar de exatidão, um uso indevido que o VIM aponta, ou para o número de dígitos de um mostrador, que é a resolução. |
| Tendência (bias) | A diferença entre a média de leituras repetidas e um valor de referência. O VIM (2.18) define a tendência como uma estimativa do erro sistemático. Em um estudo de sistema de medição (MSA da AIAG), ela é medida em uma peça de referência ou padrão mestre, e uma tendência conhecida pode ser corrigida. |
| Resolução | A variação mais fina da grandeza medida que a indicação de um instrumento consegue mostrar (VIM 4.14). Em um mostrador digital, é o passo do último dígito. O GUM (F.2.2.1) dá a sua incerteza-padrão como cerca de 0,29 vez a resolução, e esse termo continua no balanço mesmo quando as leituras repetidas são idênticas. |
| Estabilidade | O quanto um instrumento mantém estáveis as suas propriedades metrológicas com o passar do tempo (VIM 4.19). Em um estudo MSA da AIAG, indica o quanto a tendência se desloca ao longo do tempo, o que normalmente se acompanha medindo o mesmo padrão mestre em intervalos e plotando em uma carta de controle. |
| Deriva instrumental | Uma variação gradual ou em degraus nas indicações de um instrumento ao longo do tempo que vem do próprio instrumento, não da grandeza medida nem das condições ao redor (VIM 4.21). Na prática, ela aparece na diferença entre uma leitura após o ajuste e a leitura antes do ajuste seguinte. A taxa de deriva é um dado direto para definir o intervalo de calibração. |
Incerteza de medição
O GUM (JCGM 100:2008) é a referência para avaliar e expressar a incerteza. Estes termos o seguem mais ou menos na ordem em que um balanço é montado.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Incerteza de medição | Um valor não negativo que descreve a dispersão dos valores que podem ser razoavelmente atribuídos ao que você mediu, com base na informação disponível (VIM 2.26). Incerteza não é erro. O erro é a diferença em relação a um valor de referência, enquanto a incerteza diz quanta dúvida cerca o resultado. |
| Incerteza-padrão | Uma incerteza expressa como um desvio-padrão (GUM 2.3.1, VIM 2.30). Cada entrada de um balanço de incerteza é convertida em incerteza-padrão antes de as entradas serem combinadas. |
| Avaliação do Tipo A | Avaliar uma incerteza por estatística aplicada a uma série de leituras, como o seu desvio-padrão (GUM 2.3.2). Quando o resultado é a média de n leituras, a sua incerteza-padrão é o desvio-padrão s dividido por √n (GUM 4.2.3). |
| Avaliação do Tipo B | Avaliar uma incerteza por qualquer outro meio: um certificado de calibração, uma especificação do fabricante, um valor de manual, a resolução ou a experiência (GUM 2.3.3). A divisão diz respeito apenas ao método. O GUM (3.3.4) deixa claro que ela não implica nenhuma diferença na natureza dos componentes. |
| Coeficiente de sensibilidade | O fator c que converte uma variação em uma entrada em uma variação no resultado, de modo que cada contribuição é c × u. No GUM (5.1.3), é a derivada parcial do modelo de medição em relação a essa entrada. É o que transforma uma temperatura em °C em um comprimento em µm. |
| Incerteza-padrão combinada | A incerteza-padrão do resultado, obtida combinando as incertezas-padrão de todas as entradas, cada uma multiplicada pelo seu coeficiente de sensibilidade (GUM 2.3.4, VIM 2.31). Com entradas independentes, é a raiz quadrada da soma dos quadrados das contribuições (GUM 5.1.2). |
| Graus de liberdade efetivos (Welch-Satterthwaite) | Uma medida de quão confiável é uma incerteza-padrão combinada quando algumas entradas vêm de poucas leituras. O GUM (G.4.1) a estima com a fórmula de Welch-Satterthwaite, ν_eff = u_c⁴ / Σ(u_i⁴ / ν_i). Quanto menor o resultado, maior precisa ser o fator de abrangência. |
| Fator de abrangência k | O multiplicador que transforma a incerteza-padrão combinada na incerteza expandida (GUM 2.3.6, VIM 2.38). Para uma distribuição normal, k = 2 dá uma abrangência de cerca de 95 %, exatamente 95,45 % na tabela G.1 do GUM. Com poucos graus de liberdade efetivos, k vem da distribuição t e é maior que 2. |
| Incerteza expandida | A incerteza que se obtém ao multiplicar a incerteza-padrão combinada por um fator de abrangência, U = k × u_c (VIM 2.35). O resultado ± U dá uma faixa que deve conter a maior parte dos valores que a grandeza medida pode razoavelmente ter (GUM 2.3.5). A política ILAC-P14 pede que um certificado acreditado a declare com o seu fator de abrangência e a sua probabilidade de abrangência. |
| Balanço de incerteza | Uma tabela com as fontes de incerteza de uma medição que mostra como cada uma foi avaliada, convertida e combinada até chegar à incerteza declarada (VIM 2.33). É a forma usual de mostrar a um avaliador de onde vem uma incerteza. |
Tolerâncias, limites e decisões
Estes termos decidem se uma leitura conta como aprovada. As principais referências são o JCGM 106:2012 e o guia ILAC-G8.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Tolerância | A faixa permitida para um valor, definida por um desenho, uma especificação ou um requisito seu. Suas extremidades são os limites de tolerância. O JCGM 106 (3.3.6) define tolerância como a diferença total entre o limite superior e o inferior, enquanto no chão de fábrica se costuma dar a semiamplitude, como em ±0,01 mm. |
| EMA (erro máximo admissível, MPE) | O maior erro de indicação que uma especificação ou um regulamento permite para um instrumento (VIM 4.26). Normas de instrumentos e folhas de dados costumam expressar seus limites assim. O VIM diz que a palavra tolerância não deve ser usada para um EMA, embora o chão de fábrica faça isso com frequência. |
| TUR (razão de incerteza de teste) | A tolerância do item calibrado dividida pela incerteza expandida da calibração, com abrangência de cerca de 95 %. O guia ILAC-G8 a escreve como o limite de tolerância dividido por U, então uma tolerância de ±T dá TUR = T / U. O NIST registra que a MIL-STD-45662A adotou uma TUR de 4:1 em 1988 e que a ANSI/NCSL Z540-1 a incorporou em 1994. |
| TAR (razão de exatidão de teste) | Uma razão mais antiga: a tolerância do item dividida pela exatidão declarada do padrão de referência, sozinha. Ela deixa de fora a resolução, a repetibilidade, o ambiente e o método, por isso pode fazer uma calibração parecer melhor do que é. A TAR é uso de chão de fábrica e não um termo do VIM nem do GUM, então confira qual razão um procedimento quer dizer. |
| Regra de decisão | A regra escrita com que um laboratório leva em conta a incerteza de medição ao declarar um resultado dentro ou fora da especificação (ISO/IEC 17025:2017, 3.7). Quando um cliente pede aprovado ou reprovado, o laboratório precisa definir a regra e acordá-la com o cliente, a menos que a especificação já a defina (7.1.3). O JCGM 106 e o guia ILAC-G8 descrevem as regras usuais. |
| Declaração de conformidade | Uma declaração de aprovado ou reprovado, ou de dentro ou fora da tolerância, em relação a uma especificação. Pela ISO/IEC 17025:2017, item 7.8.6, o laboratório documenta a regra de decisão que a sustenta e o risco que essa regra traz. O relatório informa então a quais resultados e a qual especificação a declaração se refere e qual regra foi aplicada. |
| Banda de guarda | A margem que se deixa entre um limite de tolerância e o limite de aceitação usado na decisão de aprovado ou reprovado (JCGM 106, 3.3.11). Costuma ser dimensionada a partir da incerteza expandida U. O guia ILAC-G8 considera comum uma banda de guarda de w = U e indica que ela mantém o risco específico de falsa aceitação abaixo de 2,5 %. |
| Risco de falsa aceitação e de falsa rejeição | Uma falsa aceitação aprova um item que na verdade está fora da tolerância, e uma falsa rejeição reprova um que na verdade está conforme. O JCGM 106 os chama de risco do consumidor e risco do produtor, cada um específico de um item ou global para muitos. Na aceitação simples, observa o guia ILAC-G8, um resultado exatamente sobre o limite de tolerância pode ter até 50 % de risco de falsa aceitação. |
Estudos de sistemas de medição e MSA
A análise dos sistemas de medição (MSA) mostra quanto da variação medida vem do próprio sistema de medição. Estes termos seguem o manual de referência Measurement Systems Analysis da AIAG.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Repetibilidade | A dispersão das leituras quando o mesmo operador mede a mesma peça com o mesmo instrumento várias vezes nas mesmas condições (VIM 2.20 e 2.21). Em um Gage R&R (MSA da AIAG), ela se chama variação do equipamento, EV. |
| Reprodutibilidade | A dispersão entre resultados quando as condições mudam, por exemplo outro operador, outro local ou outro instrumento (VIM 2.24 e 2.25). Em um Gage R&R, é a variação entre avaliadores, chamada variação do avaliador, AV. |
| GRR (Gage R&R) e %GRR | O GRR junta repetibilidade e reprodutibilidade em uma única estimativa da variação do sistema de medição. O %GRR a expressa como porcentagem da variação total do estudo ou da tolerância, e as duas bases dão resultados diferentes. O manual MSA da AIAG traz critérios de aceitação para ele. |
| ndc (número de categorias distintas) | Uma estimativa, a partir de um Gage R&R, de quantos grupos distintos de peças o sistema de medição consegue diferenciar dentro da variação das peças do estudo. É calculado a partir da razão entre a variação das peças e o GRR. Um ndc baixo significa que o instrumento não consegue distinguir diferenças reais entre peças. |
| Linearidade | Como a tendência de um instrumento muda ao longo da sua faixa de operação (MSA da AIAG). É determinada medindo peças de referência em vários pontos da faixa e ajustando uma reta à tendência de cada ponto. |
Padrões, rastreabilidade e acreditação
Estes termos explicam de onde um resultado tira a sua credibilidade: a cadeia de padrões por trás dele e a competência do laboratório que o produziu.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Rastreabilidade metrológica | Propriedade de um resultado de medição pela qual ele pode ser relacionado a uma referência, normalmente a unidade do SI, por uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma contribuindo para a incerteza de medição (VIM 2.41). Ela pertence a um resultado. Um instrumento ou um laboratório não é rastreável por si só. |
| Rastreável ao NIST | Forma abreviada de dizer que resultados são rastreáveis, por uma cadeia assim, a padrões mantidos pelo NIST, o instituto nacional de metrologia dos Estados Unidos. O NIST não certifica nem aprova declarações de rastreabilidade feitas por outros. Quem fornece um resultado precisa sustentar a declaração e quem o usa precisa avaliá-la. |
| Padrão de referência | O padrão que uma organização ou um local mantém para calibrar os seus outros padrões do mesmo tipo (VIM 5.6). Numa fábrica, costuma ser o padrão de nível mais alto da planta, calibrado por um laboratório externo. |
| Padrão de trabalho | O padrão usado no dia a dia para calibrar ou verificar instrumentos (VIM 5.7). Normalmente é calibrado em relação a um padrão de referência. Blocos-padrão usados para verificar micrômetros no chão de fábrica são um exemplo típico. |
| CMC (capacidade de medição e calibração) | A capacidade de calibração que um laboratório oferece aos clientes em condições normais, conforme descrita no seu escopo de acreditação ou, para um instituto nacional de metrologia, publicada na base de dados de comparações-chave do BIPM (ILAC-P14:09/2020). Um laboratório acreditado não pode declarar uma incerteza menor que a sua CMC. A incerteza do seu certificado tende a ser maior, porque inclui a contribuição do seu instrumento. |
| Acreditação (ISO/IEC 17025) | Atestação de terceira parte de que um organismo é competente para realizar tarefas específicas de avaliação da conformidade (ISO/IEC 17011:2017, 3.1). Laboratórios de calibração são acreditados segundo a ISO/IEC 17025:2017, e a acreditação cobre apenas as calibrações que constam do escopo do laboratório. A certificação ISO 9001 é outra coisa: ela atesta um sistema de gestão, não a competência técnica. |
Onde o Axiospec se encaixa
O Axiospec é um software de gestão de calibração. Ele registra cada calibração com as leituras antes do ajuste e após o ajuste, o certificado e a data de vencimento, e pode guardar um balanço de incerteza para cada instrumento. Ele não decide a conformidade nem certifica a rastreabilidade. Esses julgamentos ficam com você, com o seu cliente e com o seu avaliador.
Fontes
- JCGM 200:2012, Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM), terceira edição, publicado gratuitamente pelo BIPM. Os números de verbete marcados como VIM se referem a ele.
- JCGM 100:2008, Guia para a expressão de incerteza de medição (GUM). Os números de item marcados como GUM se referem a ele.
- JCGM 106:2012, Avaliação de dados de medição: o papel da incerteza de medição na avaliação da conformidade.
- ILAC-G8:09/2019, diretrizes sobre regras de decisão e declarações de conformidade.
- ILAC-P14:09/2020, política da ILAC para a incerteza de medição na calibração.
- ILAC-G24:2022 / OIML D 10:2022, diretrizes para a determinação de intervalos de recalibração de equipamentos de medição.
- ISO/IEC 17025:2017 para os requisitos de laboratórios, e ISO/IEC 17011:2017 para a definição de acreditação.
- A política do NIST sobre rastreabilidade metrológica.
- O manual de referência Measurement Systems Analysis (MSA) da AIAG, para os termos dos estudos de sistemas de medição.
Perguntas frequentes
- O que é TUR em calibração?
- A TUR, ou razão de incerteza de teste, compara a tolerância do item calibrado com a incerteza expandida da calibração, com abrangência de cerca de 95 %. Para uma tolerância de ±T, ela é T / U, como o guia ILAC-G8 a escreve. Uma tolerância de ±0,010 mm verificada com uma incerteza expandida de 0,002 mm dá uma TUR de 5:1. Uma TUR baixa pede uma banda de guarda ou um processo de calibração melhor.
- Qual é a diferença entre calibração e verificação?
- A calibração mede quanto um instrumento se afasta de uma referência e declara a incerteza desse resultado. A verificação pega esse resultado e decide se o instrumento atende a um requisito declarado, como a sua tolerância. O VIM as define como operações separadas e alerta para não confundi-las. Um certificado de calibração pode relatar resultados sem nenhum aprovado ou reprovado.
- O que significam as leituras antes do ajuste e após o ajuste (as-found e as-left)?
- A leitura antes do ajuste é a que um instrumento dá quando chega para calibração, antes que alguém o ajuste. A leitura após o ajuste é a que ele dá quando o trabalho termina. A primeira diz se o instrumento media corretamente durante o intervalo que acabou de terminar. A segunda mostra que ele pode voltar ao uso. Se nada foi ajustado, as duas são iguais.
- O que é banda de guarda na calibração?
- A banda de guarda é a distância entre um limite de tolerância e um limite de aceitação mais apertado, usado para decidir entre aprovado e reprovado. Ela é dimensionada a partir da incerteza de medição, de modo que um instrumento só é aprovado quando a sua leitura fica dentro da tolerância com folga suficiente. O JCGM 106 define o termo. O guia ILAC-G8 considera comum uma banda de guarda igual à incerteza expandida.
- Qual é a diferença entre exatidão e precisão?
- No VIM, exatidão é o quanto um valor medido se aproxima do valor verdadeiro, e precisão é o quanto leituras repetidas concordam entre si. Um instrumento pode ser preciso e ainda assim inexato se repetir sempre o mesmo desvio. Em folhas de dados e no chão de fábrica, exatidão costuma significar um limite declarado como ±0,02 mm, e precisão é muitas vezes usada de forma solta para exatidão ou para o número de dígitos do mostrador.
- O que significa rastreável ao NIST?
- Significa que os resultados de um certificado podem ser relacionados a padrões mantidos pelo NIST por uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma com uma incerteza declarada. A declaração se refere aos resultados, não ao instrumento. O NIST não certifica nem aprova declarações de rastreabilidade feitas por outros. O fornecedor da calibração precisa sustentar a declaração e cabe a você avaliá-la.
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